Wie wird der Scheduler in Golang-Funktionen implementiert?

Der Go-Sprachplaner ist ein nicht präemptiver Planer, der die Ausführung von Goroutine verwalten kann. Es verwaltet eine nach Priorität geordnete Warteschlange von Goroutinen: Wenn eine Goroutine abgeschlossen ist, kehrt sie zum Planer zurück. Der Scheduler entfernt abgeschlossene Goroutinen aus der Warteschlange. Der Scheduler wählt die Goroutine mit der höchsten Priorität in der Warteschlange aus. Der Scheduler plant ausgewählte Goroutinen für verfügbare Prozessoren.

Scheduler-Implementierung in der Go-Sprache

Einführung

Der Scheduler ist eine Schlüsselkomponente der Go-Laufzeitumgebung (Laufzeit) und verantwortlich für die Verwaltung der Ausführung von Goroutine (leichter Thread). Es entscheidet, wann und auf welcher CPU eine Goroutine ausgeführt werden soll, um die Computerressourcen vollständig auszunutzen und die Programmleistung zu verbessern.

Design des Planers

Der Go-Sprachplaner ist ein nicht präemptiver Planer. Dies bedeutet, dass eine laufende Goroutine nicht unterbrochen wird, selbst wenn eine Goroutine mit höherer Priorität zur Ausführung bereit ist. Stattdessen muss die aktuelle Goroutine bei einem bestimmten Ereignis (z. B. einem E/A-Vorgang) beendet werden, bevor der Scheduler die nächste auszuführende Goroutine auswählt.

Der Scheduler unterhält eine Warteschlange von Goroutinen, die als Warteschlange bezeichnet wird. Diese Warteschlange ist nach der Priorität der Goroutinen organisiert, wobei Goroutinen mit höherer Priorität vor Goroutinen mit niedrigerer Priorität in die Warteschlange gestellt werden.

Workflow

Wenn eine Goroutine abgeschlossen ist, kehrt sie zum Planer zurück. Der Planer wird dann:

1. die Goroutine aus der Warteschlange entfernen.
2. Wählen Sie die Goroutine mit der höchsten Priorität in der Warteschlange aus.
3. Planung ausgewählter Goroutine für verfügbare Prozessoren.

Praktischer Fall

Das folgende Codebeispiel zeigt, wie der Scheduler in einem Go-Programm funktioniert:

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "sync/atomic"
    "time"
)

var counter int64

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    // 创建 50 个 Goroutine
    for i := 0; i < 50; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            for j := 0; j < 100000; j++ {
                atomic.AddInt64(&counter, 1)
            }
        }()
    }

    // 等待所有 Goroutine 完成
    wg.Wait()

    fmt.Println("Final counter value:", counter)
}

In diesem Beispiel:

• Die Haupt-Goroutine erstellt 50 Goroutinen.
• Jede Goroutine erhöht einen lokalen Zähler 100.000 Mal.
• Die Haupt-Goroutine wartet auf den Abschluss aller Goroutinen.
• Sobald alle Goroutinen abgeschlossen sind, gibt die Haupt-Goroutine den endgültigen globalen Zählerwert aus.

Beim Ausführen dieses Programms wird Folgendes ausgegeben:

Final counter value: 5000000

Diese Ausgabe zeigt, dass der Scheduler die gleichzeitige Ausführung aller 50 Goroutinen effektiv verwalten und die Richtigkeit des Endergebnisses sicherstellen kann.

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